基于配位离子液体的多孔金属有机框架化合物液体

基于配位离子液体的多孔金属有机框架化合物液体，谢敏，邢航，金属有机框架化合物（Metal-Organic Framework, MOF）是一种具有高比表面积的多孔晶体。传统的MOF材料是一般是多晶固体粉末，或大颗粒单晶� 了多孔性和流动性的新型材料，它克服了传统多孔材料的固态限制，展现出在气体吸附、分离、催化、能量存储与转换等领域的巨大潜力。金属有机框架化合物（MOFs）作为一类具有高比表面积和可调节孔隙结构的多孔材料，近年来在科研和工业界备受瞩目。然而，传统MOF材料主要以多晶固体粉末或大颗粒单晶形式存在，这在一定程度上限制了它们在需要流体特性的应用中的发展。 本文提出了一种创新的策略，通过配位化学方法将纳米尺寸的MOF粒子（nanoMOF）稳定在配位离子液体中，从而制备出具有流动性的多孔MOF液体。这种配位离子液体的特殊之处在于，它的阳离子和阴离子都含有配位位点，能够与nanoMOF粒子表面的不饱和金属配位点形成强的配位键。这一过程不仅赋予了MOF材料流动性，还保留了其原有的多孔特性，提高了材料的稳定性和力学性能的可调性。 配位离子液体的引入为解决MOF材料的固态问题提供了新的解决方案。由于离子液体的大尺寸和与nanoMOF粒子的强相互作用，所得的MOF液体能够在保持其多孔结构的同时，展示出优异的稳定性。这种独特的MOF液体材料有望在气体吸附与分离、化学反应媒介、能源存储、传感技术等多个领域发挥重要作用。 例如，在气体储存和运输方面，具有流动性的MOF液体可以更方便地填充到各种容器中，提高储存效率和安全性。在催化反应中，流动性的MOF材料可以更好地接触反应物，促进均匀分布，提高催化活性。此外，这种材料在能量传导和物质交换过程中，由于其良好的流动性，可以实现快速的分子传输，对提升能量转换效率和物质分离性能具有重要意义。 基于配位离子液体的多孔金属有机框架化合物液体的研究为多孔材料科学开辟了新的研究方向，同时也为开发新型功能性材料提供了可能。未来的研究工作可能会集中在优化配位离子液体的设计，以进一步改善MOF液体的性能，同时探索更多元化的应用场景，推动多孔材料在能源、环保、医药等领域的技术创新。